"Bio"-Kunststoffe

Aufgrund der wachsenden Umweltverschmutzung durch Kunststoffe und die damit einhergehend immer größer werdende Belastung für die Umwelt, gewinnen in der letzten Zeit sogenannte „Bio“-Kunststoffe als vermeintlich umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Plastikarten zunehmend an Bedeutung. „Bio“-Kunststoffe können aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden oder kompostierbar sein oder sogar beides. Vor allem mit Hinblick auf globale gesellschaftliche Herausforderungen, wie dem Klimawandel und der Endlichkeit fossiler Ressourcen, erhält die Entwicklung hin zu einer biobasierten Ökonomie immer mehr Beachtung von Politik und Forschung.

Im Rahmen einer aktuellen Untersuchung zur Einschätzung von „Bio“-Kunststoffen in der Bevölkerung und bei Käufer:innen in Deutschland wurde seitens Scherer et al. (2020) aufgezeigt, dass Käufer:innen eine sehr hohe Absicht zeigen, Produkte aus „Bio“-Kunststoffen in Kaufentscheidungen vorzuziehen.

 

Der Begriff der "Bio"-Kunststoffe ist jedoch nicht einheitlich definiert. Problematisch ist, dass der Wortbestandteil „Bio“ eine vermeintliche Umweltfreundlichkeit suggeriert, die hier nicht unbedingt in jedem Fall zutrifft (WWF Deutschland 2021).

Der Begriff „Bio“-Kunststoff wird für eine Vielzahl unterschiedlicher Polymere verwendet und kann einen Hinweis auf die Herstellung aus nachwachsenden Rohstoffen oder eine potenzielle biologische Abbaubarkeit geben oder beides.

Zimmermann et al. (2020) zeigten jüngst, dass in 80 Prozent biobasierter und bioabbaubarer Produkte (z. B. Trinkflaschen, Schokoladenverpackungen usw.) mehr als 1000 Substanzen enthalten waren, die zum Teil toxische Auswirkungen in Zellkulturen zeigten; pflanzenbasierte Produkte aus Cellulose und Stärke würden dabei die meisten Chemikalien enthalten.

 

Biologisch abbaubar, biobasiert oder beides?

Die Eigenschaft biologisch abbaubar beschreibt, dass ein Material durch in der Umwelt vorhandene Mikroorganismen in natürliche Substanzen (z. B. Wasser, Kohlendioxid, Kompost) umgewandelt werden kann, ohne, dass zusätzliche chemische Zusätze nötig sind.

 

Die Begrifflichkeit biobasiert beschreibt, dass ein Material auf Basis von Biomasse bzw. nachwachsenden Rohstoffen (z. B. pflanzliche Stoffe, wie Zucker, Stärke, Pflanzenölen oder Zellulose) gewonnen wurde.

 

Nach Fraunhofer UMSICHT (2022) lassen sich entsprechend der oben genannten Kriterien vier Gruppen von Biokunststoffen ableiten:

 

  1. Nicht biologisch abbaubare Kunststoffe aus fossilen Rohstoffen

  2. Nicht biologisch abbaubare Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen

  3. Biologisch abbaubare Kunststoffe aus fossilen Rohstoffen

  4. Biologisch abbaubare Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen

 

Bioabbaubarkeit von Kunstoffen und Biokunststoffen

Grundsätzlich gilt: Nicht alle Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind biologisch abbaubar, wobei auch unterschiedliche Abbau-Zeiten zu berücksichtigen sind. Einige Kunststoffe aus petrochemischen (fossilen) Rohstoffen hingegen können biologisch abgebaut werden. Tabelle 1 stellt eine Übersicht über Beispiele für verschiedene Arten von Kunststoffen und Biokunststoffen mitsamt ihrer Bioabbaubarkeit dar.

Tabelle 1: Kunststofftypen mit Beispielen

Tabelle Bio-Kunststoffe.png

fossil-basiert: petrochemische Rohstoffe; NawaRo: nachwachsende Rohstoffe

Quelle: Fraunhofer UMSICHT (2022)

Aktuelle Diskurse zu Biokunststoffen

 

Drei Viertel aller untersuchten Produkte enthielten, wie die herkömmlichen Kunststoffe, schädliche Zusatzchemikalien (Additive), wie Substanzen, die toxisch auf Zellen wirken oder hormonähnliche Effekte hervorrufen. Die o.g. Autor:innengruppe betont die Notwendigkeit der Durchführung weiterer Studien im Zuge der Risikoforschung zu Plastik und seinen Alternativen. Hier ist dringend angeraten, dass eine vollständige Transparenz über alle Inhaltsstoffe eines jeden Produkts verpflichtend verfügbar ist, damit Gesundheitsrisiken ausgeschlossen werden können. Zimmermann et al. (2019, 2020) fanden in etwa einem Viertel der Proben nur eine geringe inhärente Toxizität der Proben. Diese Auswahl könnte wegweisend sein für die zukünftige Entwicklung einer neuen Generation gering toxischer und umweltfreundlicher Kunststoffe.

 

 

In den meisten industriellen Kompostieranlagen sind die Verrottungszeiten für die Zersetzung von bioabbaubaren Kunststoffen zu kurz, so dass trotz entsprechender Zertifizierung bioabbaubare Produkte nicht ausreichend zersetzt werden.

 

Sie müssen aufwendig aussortiert werden und werden schließlich verbrannt.

  • Geltende Normen, die die Abbaubarkeit bescheinigen, stehen in der Kritik, da sie u. a. keinen vollständigen Abbau gewährleisten und zudem die Abbaubarkeit der zahlreichen Additive, sogenannter Zusatzstoffe, die die Eigenschaft des Kunststoffes bestimmen, nicht berücksichtigt wird.

  • Es stellt sich die Frage, ob Verbraucher:innen grundsätzlich aufgeklärt genug sind korrekt abzuwägen bzw. zu entscheiden, wie „Bio“-Kunststoffe adäquat zu entsorgen sind. Es ist sehr wahrscheinlich, dass ein Teil der nicht oder schlecht abbaubaren „Bio“-Kunststoffe über den Abfall, insbesondere Kompost, der Entsorgung zugeführt werden.

  • Es wird den Verbraucher:innen suggeriert, dass die Plastikproduktion weiter beibehalten werden kann, da Plastik für viele Einwegprodukte weiterhin Verwendung findet (business as usual) statt systematisch auf unverpackt und Mehrweg als Standard umzustellen.

  • Die Herstellung von „Bio“-Kunststoffen ist – wie bei herkömmlichen Kunststoffen – energieaufwändig und erzeugt Treibhausgase. Wünschenswert ist daher die deutliche Reduktion der Produktion und Nutzung von sämtlichen Plastikarten im Sinne der Kreislaufwirtschaft (reduce-reuse-recycle).

  • Auch bioabbaubare Kunststoffe sind im Sinne einer Kreislaufwirtschaft nicht zielführend, denn damit wird ein aufwendig produzierter nachwachsender Rohstoff dem Kreislauf entzogen. Dabei ist nur die möglichst lange Nutzung – also ein Verbleiben im Kreislauf – zukunftsfähig und ressourcenschonend.

  • Kann auf Einwegverpackung aus zum Beispiel hygienischen Gründen nicht verzichtet werden, empfehlen sich Verpackungen aus Kunststoff-Rezyklaten anstatt Verpackungen aus nachwachsenden Rohstoffen.

 

​Fazit

Am 2. März 2022 beschlossen 193 Mitgliedsstaaten in der Umweltversammlung der Vereinten Nationen (UNEA), dass der Neueintrag von Plastik in die Umwelt schrittweise – voraussichtlich bis 2030 – vollständig gestoppt werden soll.

 

Ein solch neues globales Abkommen sollte den gesamten Lebenszyklus von Plastik umfassen, einschließlich der Rohstoffgewinnung, der Produktion, des Transports, der Nutzung, der Entsorgung und der Sanierung.

 

Es steht zu befürchten, dass „Bio“-Kunststoffe in der nächsten Zukunft, vor allem auch im medizinischen Sektor, zunehmend vermehrte Aufmerksamkeit erlangen, ohne dass entsprechend ausreichende Kennzeichnung und breite Aufklärung zu diesen innovativen Kunststoffarten erfolgt. „Bio“-Kunststoffe, speziell biobasierte und biologisch abbaubare „Bio“-Kunststoffe, können zwar eine Alternative zu herkömmlichen Kunstoffen darstellen, die Verwendung dieser Kunststoffarten wird jedoch in der derzeitigen Form voraussichtlich nicht den Ausweg aus der Plastikkrise weisen.

© Dr. rer. nat. Cara Symanzik, Dr. med. Dipl. Biol. Susanne Saha, Janine Korduan (BUND e.V.) 06/2022

Weiterführende Informationen zum Thema finden Sie hier:

 

Literatur

Behnsen H, Endres H-J (2020): Biokunststoffe – Hintergründe. In: Endres H-J, Mudersbach M, Behnsen H, Spierling S (Hrsg.): Biokunststoffe unter dem Blickwinkel der Nachhaltigkeit und Kommunikation: Status quo, Möglichkeiten und Herausforderungen. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden: 7-16.

Fraunhofer UMSICHT (2022): Biokunststoffe. Verfügbar unter: https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/ueber-fraunhofer-umsicht/nachhaltigkeit/nationale-informationsstelle-nachhaltige-kunststoffe/polymere-kunststoff/biokunststoffe.html#1 [letzter Zugriff: 10.02.2022].

Kržan A (2012): Biodegradable polymers and plastics. Verfügbar unter: https://icmpp.ro/sustainableplastics/files/Biodegradable_plastics_and_polymers.pdf [letzter Zugriff: 17.02.2022].

 

Patermann C, Aguilar A (2018): The origins of the bioeconomy in the European Union. New biotechnology, 40: 20-24.

Scherer C, Klein F, Emberger-Klein A, Menrad K (2020): Einschätzung von Biokunststoffen in der Bevölkerung und bei KäuferInnen in Deutschland. In: Endres H-J, Mudersbach M, Behnsen H, Spierling S (Hrsg.): Biokunststoffe unter dem Blickwinkel der Nachhaltigkeit und Kommunikation: Status quo, Möglichkeiten und Herausforderungen. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden: 159-181.

 

Spangenberg J, Kuhlmann W (2020): F&E-Vorhaben „Bioökonomie im Lichte der Nachhaltigkeit und der Umsetzung der SDGs“ (FKZ 3520890900). Verfügbar unter: https://www.bund.net/fileadmin/user_upload_bund/publikationen/ressourcen_und_technik/ressourcen_technik_biooekonomie_projekt_studie_spangenberg.pdf [letzter Zugriff: 17.02.2022].

WWF Deutschland (2021): Bioplastik. Verfügbar unter: https://www.wwf.de/themen-projekte/landwirtschaft/bioenergie/bioplastik [letzter Zugriff: 17.02.2022].

Zimmermann L, Dombrowski A, Völker C, Wagner M (2020): Are bioplastics and plant-based materials safer than conventional plastics? In vitro toxicity and chemical composition. Environment International, 145: 106066.

 

Zimmermann L, Dierkes G, Ternes TA, Völker C, Wagner M (2019): Benchmarking the in vitro toxicity and chemical composition of plastic consumer products. Environ. Sci. Technol. 53 (2019) 11467-11477. https://doi.org/10.1021/acs.est.9b02293